手足と同様に、外生殖器も陸上の生息地への適応の結果です。魚類と両生類は水中で繁殖しますが、爬虫類、鳥類、哺乳類は陸上で性行為を行います。卵の乾燥を防ぐために、生殖細胞が体内で融合できるようにします。この目的のために、新しい身体構造、つまり外部性器を開発する必要がありました。 「外性器は体内受精を可能にします」とボストンのハーバード大学医学部のパトリック・チョップ氏は言う。彼と彼の同僚は現在、ヘビ、トカゲ、ニワトリ、マウスの男性生殖器の起源を詳しく調べています。進化生物学的分析、マイクロコンピューター断層撮影法、遺伝子研究が使用されました。
足の芽か尾の芽か？
研究者の結果は次のことを示しました。マウスでは、後肢のシステムは最初から生殖器のシステムとは別になっています。しかし、ヘビやトカゲでは、生殖器は最初に後肢の発達プログラムと非常によく似た発達プログラムを経ます。研究者らが複雑な分析を通じて発見したように、生殖器特異的遺伝子は後でのみ活性化される。したがって、ヘビやトカゲの側方および対の生殖器官である半陰茎は、たとえそれがヘビの四肢の形成にもはやつながっていないとしても、明らかに後脚から来ています。一方、マウスの生殖器の元の組織は尾芽に由来し、その後齧歯動物の付属器官の形成につながります。ヘビの手足と同様に、人間の発達において尾の発達も低下しています。
研究者らによると、生殖器の発達は、胎児の中で尿路と腸管が発生する組織の位置に依存します。このいわゆる総排出腔組織は、隣接する細胞に生殖器を形成するための信号を与えます。トカゲやヘビでは後肢の起源の組織の近くに位置していますが、他の陸上生物では尾芽の近くに位置していると研究者らは説明しています。
移植実験がこれを証明する
これらの説明を結果で裏付けるために、チョップ氏らはニワトリの胚を使った実験を行った。彼らは、胚の後肢芽または尾芽の近くに総排泄腔組織を移植し、その後の発生過程を観察した。総排泄腔組織は、両方の移植標的の周囲組織に生殖器特異的な発生プロセスを引き起こすことが判明した。
研究者らによれば、これは、さまざまな前駆細胞集団が総排出腔シグナルに応答できることを証明しているという。 「哺乳類と爬虫類の生殖器は異なりますが、それらは同じ基本的な遺伝プログラムを共有しており、同じ分子シグナルによって誘導されます」と共著者のクリフォード・タビンは要約しています。科学者らによると、この発見は一部の遺伝性疾患における奇形の兆候も提供するという。このような場合、腕や脚の変形が外性器の損傷を伴うことがよくあります。これはおそらく、生殖器官と後肢の発生過程が類似していること、および分子関係が類似しているためであると考えられます。
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